BIO-0300 : Biologie générale - Fiches de révision complètes

Jeu de 80 flashcards sous forme de questions et réponses couvrant l'ensemble du cours BIO-0300 : méthode scientifique, chimie de la vie, biochimie des macromolécules, métabolisme énergétique et biologie cellulaire.

Quelles sont les caractéristiques distinctives fondamentales communes à tous les organismes vivants ?

Les organismes vivants sont complexes et hautement organisés, possèdent un métabolisme pour extraire, transformer et utiliser l'énergie, associent une fonction spécifique à chacun de leurs composants, sont capables de reproduction, possèdent des mécanismes pour détecter et répondre aux stimuli de leur environnement, et évoluent en s'adaptant.

Qu'est-ce que le concept d'« émergence de nouvelles propriétés » dans la hiérarchie biologique ?

Il s'agit de l'apparition de propriétés et de fonctions inédites à chaque niveau d'organisation supérieur, absentes aux niveaux inférieurs, découlant de l'agencement et des interactions spécifiques entre les parties (par exemple, des types cellulaires distincts formant un système digestif capable d'accomplir une digestion complète).

Quels sont les niveaux d'organisation structurale du monde vivant, du niveau microscopique au niveau super-macroscopique ?

Niveau subatomique, atomes, molécules, protoplastes, cellules, tissus, organes, systèmes d'organes, organismes (individus), populations, communautés, écosystèmes, écosphère (biosphère), Terre, planètes, système solaire, galaxies et Univers.

Quelle est la différence écologique entre une « population » et une « communauté » ?

Une population regroupe des individus appartenant à une même espèce qui habitent un même territoire, tandis qu'une communauté correspond à l'ensemble des différentes populations de plusieurs espèces vivant et interagissant sur ce même territoire.

Quel enchaînement méthodologique est représenté dans cet organigramme appliqué au dépannage d'une lampe ?

La démarche scientifique (ou méthode scientifique), qui suit les étapes : observation, questionnement, formulation d'hypothèses, déduction de prédictions, vérification expérimentale par des tests, puis conclusion validant ou réfutant chaque hypothèse.

Quelle est la différence entre le raisonnement inductif et le raisonnement déductif en science ?

Le raisonnement inductif part d'une série d'observations concrètes et spécifiques pour élaborer des principes généraux, alors que le raisonnement déductif part de principes ou d'hypothèses généraux pour formuler des prédictions particulières vérifiables par l'expérience.

Comment définit-on une hypothèse au sens de la méthode scientifique ?

C'est une proposition ou une explication formulée à l'égard d'un phénomène sans prise de position préalable sur sa véracité ; il s'agit d'une supposition probable, vérifiable expérimentalement et réfutable.

Quels sont les trois domaines taxonomiques du vivant et leurs caractéristiques principales ?

Les Bactéries (procaryotes les plus diversifiés et répandus), les Archées (procaryotes vivant principalement dans des milieux extrêmes tels que lacs salés et sources hydrothermales) et les Eucaryotes (organismes à cellules compartimentées regroupant Végétaux, Animaux, Eumycètes et Protistes).

Quels sont les trois grands constats de la théorie de la sélection naturelle formulée par Charles Darwin ?

1) Elle explique le partage de caractéristiques ancestrales communes tout en rendant compte de la diversité des espèces ; 2) chaque espèce actuelle découle d'une succession d'ancêtres communs ; 3) l'environnement exerce une pression sélective favorisant la survie et la reproduction des individus dotés de variations héréditaires avantageuses.

Quel mécanisme évolutif est illustré par cette population imaginaire de coléoptères colonisant un sol noirci ?

La sélection naturelle : la variabilité héréditaire initiale de la couleur expose davantage les individus clairs à la prédation par les oiseaux, entraînant leur élimination différentielle et augmentant au fil des générations la proportion d'individus sombres adaptés.

Quelle est la séquence hiérarchique taxonomique complète de l'ours noir (Ursus americanus) ?

Domaine : Eucaryotes ; Règne : Animaux ; Embranchement : Cordés ; Classe : Mammifères ; Ordre : Carnivores ; Famille : Ursidés ; Genre : Ursus ; Espèce : Ursus americanus.

Quels actes précis constituent des situations de plagiat académique ?

La copie textuelle sans guillemets ni mention de source, l'insertion d'images ou de données externes sans mention de provenance, la paraphrase d'idées d'autrui sans citation, la traduction sans attribution, la réutilisation d'un travail personnel antérieur sans accord professoral, l'appropriation du travail d'un tiers et l'achat de devoirs en ligne.

Quelles sont les trois voies d'exposition humaine aux pesticides et quels types d'intoxication induisent-ils ?

L'exposition se fait par voie orale, cutanée ou respiratoire. Elle peut causer une intoxication aiguë ou chronique, provoquant des symptômes de nausées à des céphalées chroniques ; environ $385$ millions de cas accidentels et $11\,000$ décès surviennent par an, touchant près de $44\,\%$ des agriculteurs.

Qu'est-ce qu'un atome et quel constituant subatomique définit l'identité d'un élément chimique ?

L'atome est la plus petite unité de matière possédant toutes les propriétés chimiques de son élément. Son identité chimique est rigoureusement définie par son numéro atomique, c'est-à-dire le nombre de protons contenus dans son noyau.

Quels sont les quatre éléments chimiques majeurs prépondérants dans la composition du corps humain ?

L'oxygène ($\text{O}$, $64{,}6\,\%$ en masse), le carbone ($\text{C}$, $18{,}0\,\%$), l'hydrogène ($\text{H}$, $10{,}0\,\%$) et l'azote ($\text{N}$, $3{,}1\,\%$).

Que désigne la notion d'oligoéléments chez les êtres vivants et quels exemples peuvent être cités ?

Ce sont des éléments chimiques indispensables au fonctionnement normal, au développement et à la survie des organismes, mais requis en quantités extrêmement faibles (par exemple le fer [$\text{Fe}$] et l'iode [$\text{I}$]).

Quelles sont les trois particules subatomiques d'un atome, leurs charges et leurs masses relatives ?

Les protons (charge positive $+1$) et les neutrons (neutres), situés dans le noyau avec une masse d'environ $1{,}7 \times 10^{-24}\,\text{g}$ ($1\,\text{dalton}$) chacun, ainsi que les électrons (charge négative $-1$), gravitant en orbitales avec une masse négligeable ($1/2000$ de celle d'un proton).

Qu'est-ce qu'un isotope et quel exemple d'élément isotopique est étudié en biologie ?

Les isotopes sont des variantes atomiques d'un même élément chimique qui possèdent le même nombre de protons mais diffèrent par leur nombre de neutrons, modifiant leur masse atomique (par exemple le carbone $^{12}\text{C}$, $^{13}\text{C}$ et $^{14}\text{C}$, tous de numéro atomique $6$).

Comment varie l'énergie potentielle des électrons au sein des couches électroniques d'un atome ?

L'énergie potentielle des électrons augmente à mesure qu'ils occupent des couches électroniques plus éloignées du noyau atomique chargé positivement.

Quelle est la capacité maximale d'accueil en électrons des deux premières couches électroniques selon la règle $2n^2$ ?

La première couche électronique ($n=1$) comporte une seule orbitale et loge un maximum de $2$ électrons ; la deuxième couche électronique ($n=2$) comporte 4 orbitales et loge un maximum de $8$ électrons.

Qu'appelle-t-on électrons de valence et en quoi déterminent-ils la réactivité d'un atome ?

Ce sont les électrons localisés sur la dernière couche électronique (périphérique) de l'atome ; la présence d'électrons célibataires sur cette couche confère à l'atome sa réactivité et sa capacité à former des liaisons chimiques pour acquérir la stabilité d'une couche complète.

Combien d'électrons de valence et de liaisons covalentes caractérisent l'hydrogène, l'oxygène, l'azote et le carbone ?

L'hydrogène possède $1$ électron de valence (forme $1$ liaison) ; l'oxygène possède $6$ électrons de valence (forme $2$ liaisons) ; l'azote possède $5$ électrons de valence (forme $3$ liaisons) ; le carbone possède $4$ électrons de valence (forme $4$ liaisons).

Comment se définit l'électronégativité et quel est son ordre décroissant parmi les bioéléments constitutifs de la matière vivante ?

L'électronégativité représente la force d'attraction qu'exerce le noyau d'un atome sur les électrons partagés d'une liaison chimique. L'ordre décroissant est : $\text{O} > \text{N} > \text{S} > \text{C} > \text{H}$.

Comment varie généralement l'électronégativité des éléments dans le tableau périodique ?

Elle s'accroît de gauche à droite le long des périodes et s'accroît de bas en haut le long des colonnes du tableau périodique.

Quel type de liaison chimique covalente est illustré lors de la formation de la molécule de dihydrogène ($H_2$) ?

Une liaison covalente non polaire (apolaire), résultant de l'attraction mutuelle et du partage parfaitement équitable de deux électrons entre deux atomes d'hydrogène de même électronégativité.

Qu'est-ce qu'une liaison covalente polaire et quelle propriété confère-t-elle à la molécule d'eau ($H_2O$) ?

C'est une liaison covalente unissant deux atomes d'électronégativités différentes où les électrons sont attirés plus fortement vers l'atome le plus électronégatif, générant des charges partielles ($\delta^-$ et $\delta^+$) ; elle rend l'eau polaire et hydrophile.

Comment se forme une liaison hydrogène (pont hydrogène) et quelle est sa force relative ?

C'est une liaison faible résultant de l'attraction électrostatique entre la charge partielle positive ($\delta^+$) d'un atome d'hydrogène déjà engagé dans une liaison covalente polaire et la charge partielle négative ($\delta^-$) d'un atome électronégatif voisin (comme l'oxygène ou l'azote).

Qu'est-ce qu'une liaison ionique et que représentent un cation et un anion ?

C'est une attraction électrostatique forte entre deux ions de charges opposées, formée après transfert complet d'un ou plusieurs électrons d'un atome peu électronégatif vers un atome très électronégatif. Un cation est chargé positivement et un anion négativement.

Que sont les interactions de Van der Waals et quelle fonction biologique spectaculaire illustrent-elles ?

Ce sont de faibles attractions résultant d'asymétries transitoires dans la répartition des nuages électroniques d'atomes contigus très rapprochés ; elles permettent aux geckos de grimper et d'adhérer sur des parois lisses grâce aux soies microscopiques de leurs orteils.

Comment s'organisent les molécules non polaires en milieu aqueux par liaisons hydrophobes ?

Sous l'effet d'exclusion exercé par les molécules d'eau polaires qui interagissent entre elles par ponts hydrogène, les substances non polaires se regroupent et s'agrègent ensemble, minimisant leur surface de contact avec l'eau.

Quel mécanisme neurobiologique est mis en évidence sur ce schéma comparant la morphine et l'endorphine naturelle ?

Le mimétisme moléculaire : la morphine possède une géométrie tridimensionnelle similaire à la portion active de l'endorphine, ce qui lui permet de se lier aux mêmes récepteurs membranaires neuronaux du système nerveux central pour atténuer la douleur.

Qu'est-ce que l'énantiomérie et quelles sont ses répercussions biologiques ?

C'est une forme d'isomérie où deux molécules stéréoisomères sont des images miroir l'une de l'autre non superposables autour d'un carbone asymétrique ; ces énantiomères peuvent présenter des activités biologiques, pharmacologiques et d'absorption lumineuse totalement différentes.

Quelles sont les conditions nécessaires pour que deux réactifs entrent en réaction chimique selon la théorie des collisions ?

Les réactifs doivent entrer physiquement en collision, être orientés selon une configuration géométrique adéquate, et posséder une énergie cinétique minimale supérieure ou égale à l'énergie d'activation ($E_a$) pour rompre les liaisons existantes.

Quelle est la structure et la propriété biologique majeure du groupement fonctionnel hydroxyle ($-OH$) ?

Composé d'un oxygène et d'un hydrogène lié au squelette carboné, il caractérise la classe des alcools ; étant fortement polaire, il forme des liaisons hydrogène avec l'eau et facilite la solubilisation des composés organiques (comme les sucres).

Comment distingue-t-on structuralement un aldéhyde d'une cétone par leur groupement carbonyle ($>C=O$) ?

Dans un aldéhyde, le groupement carbonyle est localisé à l'extrémité de la chaîne carbonée, tandis que dans une cétone, il est situé à l'intérieur de la chaîne carbonée.

Quel comportement chimique confère le groupement carboxyle ($-COOH$ aux acides carboxyliques ?

Il se comporte comme un acide en cédant facilement un proton ($H^+$) en solution aqueuse en raison de la forte polarité des liaisons de l'oxygène, existant sous forme ionisée carboxylate ($-COO^-$).

Quel comportement acido-basique caractérise le groupement amine ($-NH_2$) ?

Il se comporte comme une base faible en captant un proton ($H^+$) du milieu cellulaire aqueux grâce au doublet non liant de l'azote, se trouvant majoritairement sous la forme ionisée ($-NH_3^+$).

Quel rôle structural crucial joue le groupement thiol ($-SH$) présent dans la cystéine ?

Deux groupements thiols peuvent s'oxyder et former une liaison covalente forte appelée pont disulfure ($-S-S-$), stabilisant la conformation spatiale tertiaire et quaternaire des protéines.

Quelles propriétés fonctionnelles apportent respectivement le groupement phosphate ($-OPO_3^{2-}$) et le groupement méthyle ($-CH_3$) ?

Le groupement phosphate apporte une charge négative, participe aux transferts d'énergie (ATP) et à la structure des acides nucléiques et phospholipides ; le groupement méthyle est hydrophobe, non polaire, et modifie la conformation stéroïdienne ou l'expression génique via la méthylation de l'ADN.

Quelle est la différence fondamentale entre une réaction de déshydratation et une hydrolyse dans le métabolisme des polymères ?

La réaction de déshydratation synthétise un polymère en formant une liaison covalente entre deux monomères avec élimination d'une molécule d'$H_2O$ ; l'hydrolyse dégrade le polymère en rompant la liaison covalente par ajout d'une molécule d'$H_2O$.

Quelle distinction de structure chimique sépare le glycéraldéhyde de la dihydroxyacétone montrés ici ?

Le glycéraldéhyde est un aldose (fonction aldéhyde avec groupement carbonyle terminal), alors que la dihydroxyacétone est un cétose (fonction cétone avec groupement carbonyle interne).

Quels monosaccharides composent le maltose et le saccharose, et quelles liaisons les unissent ?

Le maltose est composé de deux molécules de glucose unies par une liaison glycosidique $\alpha\,1 \rightarrow 4$ ; le saccharose est composé d'une molécule de glucose et d'une molécule de fructose unies par une liaison glycosidique $\alpha\,1 \rightarrow 2$.

Quelles sont les deux formes d'amidon végétal et en quoi diffèrent-elles par leurs ramifications ?

L'amylose est un polymère linéaire hélicoïdal non ramifié de glucoses unis en $\alpha\,1 \rightarrow 4$, alors que l'amylopectine est un polymère ramifié comportant des chaînes en $\alpha\,1 \rightarrow 4$ et des embranchements en $\alpha\,1 \rightarrow 6$.

En quoi la structure ramifiée du glycogène animal diffère-t-elle de celle de l'amylopectine végétale ?

Le glycogène est beaucoup plus abondamment ramifié que l'amylopectine, présentant des ramifications en $\alpha\,1 \rightarrow 6$ tous les $8$ à $12$ résidus de glucose, ce qui facilite sa mobilisation énergétique rapide.

Pourquoi la cellulose est-elle insoluble et résistante à la traction comparée à l'amidon ?

La cellulose est constituée de glucoses reliés par des liaisons $\beta\,1 \rightarrow 4$ générant des chaînes rigilignes qui s'agrègent parallèlement en microfibrilles stabilisées par un réseau dense de liaisons hydrogène interchaînes.

Quel polysaccharide azoté compose l'exosquelette des arthropodes et la paroi cellulaire des eumycètes ?

La chitine, un polymère structural constitué d'unités de glucose modifiées par l'ajout d'un groupement acétylamine ($-NH-CO-CH_3$).

Quelle est la composition chimique d'une molécule de triglycéride (triacylglycérol) ?

Elle est formée d'une molécule de glycérol liée à trois molécules d'acides gras par trois liaisons ester résultant de réactions de déshydratation.

Quelle est la différence structurale et d'état physique entre acides gras saturés et insaturés ?

Les acides gras saturés ne possèdent aucune double liaison carbone-carbone et forment des chaînes rectilignes compactes solides à température ambiante ; les acides gras insaturés possèdent une ou plusieurs doubles liaisons cis créant des coudes qui réduisent la compacité, les rendant liquides (huiles).

Quelle organisation supramoléculaire adoptent spontanément les phosphoglycérolipides en milieu aqueux ?

Une bicouche lipidique, dans laquelle les têtes polaires hydrophiles sont orientées vers les phases aqueuses interne et externe, tandis que les queues d'acides gras non polaires hydrophobes se regroupent à l'intérieur à l'abri de l'eau.

Quelle est la structure générale des stéroïdes et quel rôle joue le cholestérol ?

Les stéroïdes sont constitués d'un squelette carboné formé de 4 anneaux accolés ; le cholestérol est un stéroïde amphipatique présent dans les membranes des cellules eucaryotes animales et précurseur des hormones stéroïdes.

Quelle est la structure générale d'un acide aminé standard ?

Un carbone central $\alpha$ lié à un atome d'hydrogène ($\text{H}$), un groupement carboxyle ($-COOH$), un groupement amine ($-NH_2$) et une chaîne latérale variable (radical $\text{R}$) conférant ses propriétés physicochimiques particulières.

Quel type de liaison chimique est formé entre deux acides aminés au cours de la synthèse polypeptidique ?

Une liaison peptidique covalente unissant le groupement carboxyle d'un acide aminé au groupement amine d'un autre acide aminé, avec libération d'une molécule d'eau.

Comment est définie la structure primaire d'une protéine ?

Elle correspond à l'ordre et à la séquence linéaire unique des acides aminés le long du polypeptide, reliés par des liaisons covalentes peptidiques fortes.

Quelles conformations spatiales caractérisent la structure secondaire d'une protéine et quelles liaisons les stabilisent ?

Les hélices alpha et les feuillets plissés bêta, qui sont stabilisés par des ponts hydrogène réguliers reliant les atomes du squelette peptidique ($C=O$ et $N-H$).

Quelles liaisons chimiques déterminent et stabilisent la structure tertiaire tridimensionnelle d'une protéine ?

Les interactions entre les radicaux variables ($R$) : liaisons hydrogène, liaisons ioniques, interactions hydrophobes, forces de Van der Waals et liaisons covalentes de ponts disulfures ($-S-S-$).

Qu'est-ce que la structure quaternaire d'une protéine ?

C'est l'assemblage et la disposition tridimensionnelle de deux ou plusieurs chaînes polypeptidiques individuelles (sous-unités) associées pour former un complexe macromoléculaire fonctionnel (comme l'hémoglobine).

Quelle différence morphologique et fonctionnelle oppose les protéines globulaires aux protéines fibreuses ?

Les protéines globulaires sont sphériques, solubles et compactes, abritant un cœur hydrophobe et une surface hydrophile (ex. enzymes digestives, récepteurs) ; les protéines fibreuses sont allongées, insolubles et structurales (ex. kératine, collagène).

Quelles sont les deux premières lois de la thermodynamique appliquées aux cellules vivantes ?

1) Loi de conservation : l'énergie de l'Univers est constante ; elle peut être transformée ou transférée, mais ne peut être ni créée ni détruite. 2) Deuxième principe : chaque transformation d'énergie augmente l'entropie de l'Univers, une partie étant inévitablement dissipée sous forme de chaleur.

Quelle est la différence thermodynamique entre une réaction exergonique et une réaction endergonique ?

Une réaction exergonique libère de l'énergie libre ($\Delta G < 0$), est spontanée et caractérise les voies cataboliques de dégradation ; une réaction endergonique absorbe de l'énergie libre ($\Delta G > 0$), n'est pas spontanée et caractérise les voies anaboliques de synthèse.

De quelle manière une enzyme accélère-t-elle le déroulement d'une réaction métabolique ?

Elle abaisse l'énergie d'activation ($E_a$) requise pour atteindre l'état de transition instable des réactifs sans altérer la variation d'énergie libre globale ($\Delta G$) ni être modifiée de façon permanente par la réaction.

Qu'est-ce que le concept d'« ajustement induit » lors de la formation du complexe enzyme-substrat ?

C'est le changement de conformation tridimensionnelle que subit l'enzyme lors de l'entrée du substrat spécifique, permettant à son site actif d'étreindre étroitement le réactif pour faciliter la catalyse.

Quelles conditions environnementales optimales pour l'activité catalytique sont illustrées sur ces graphiques ?

La température optimale (ex. $37\,^{\circ}\text{C}$ pour une enzyme humaine et $77\,^{\circ}\text{C}$ pour une bactérie thermophile) et le pH optimal (ex. pH $2$ pour la pepsine gastrique et pH $8$ pour la trypsine intestinale).

Quelle est la différence fonctionnelle entre un cofacteur et une coenzyme ?

Un cofacteur est une molécule inorganique non protéique (ex. ions métalliques $Fe^{2+}$, $Mg^{2+}$, $Zn^{2+}$) requise par l'apoenzyme pour devenir active ; une coenzyme est un cofacteur organique non protéique (souvent issu de vitamines, ex. $NAD^+$).

Quelle différence d'action caractérise l'inhibition enzymatique compétitive et non compétitive ?

L'inhibiteur compétitif se fixe directement sur le site actif en entrant en compétition avec le substrat dont il mime la forme ; l'inhibiteur non compétitif se lie à un site distinct (site allostérique), provoquant un changement de conformation de l'enzyme qui réduit son efficacité catalytique.

Quel mécanisme de rétro-inhibition allostérique est schématisé dans la synthèse de l'isoleucine ?

L'isoleucine (produit final de la voie métabolique) agit comme un inhibiteur allostérique en se liant à la première enzyme de la cascade (thréonine désaminase), fermant la voie dès que sa concentration cellulaire est suffisante pour éviter tout gaspillage de matière et d'énergie.

Quelle est la structure chimique de l'ATP et quelle est la variation d'énergie libre ($\Delta G$) associée à son hydrolyse ?

L'ATP (adénosine triphosphate) est constitué d'adénine, de ribose et de trois groupements phosphate ; son hydrolyse exergonique en ADP et phosphate inorganique ($P_i$) libère $\Delta G = -30{,}5\,\text{kJ/mol}$.

Quels sont les trois grands types de travail cellulaire nécessitant l'utilisation de l'énergie issue de l'ATP ?

Le travail chimique (synthèse anabolique de macromolécules), le travail de transport (pompage d'ions contre leur gradient électrochimique) et le travail mécanique (battement des cils/flagelles, contraction musculaire, motilité des vésicules sur le cytosquelette).

Quelle est l'équation bilan de la respiration cellulaire aérobie du glucose ?

$C_6H_{12}O_6 + 6\,O_2 \rightarrow 6\,CO_2 + 6\,H_2O + 30\text{ à }32\,\text{ATP}$, avec un dégagement d'énergie libre de $\Delta G = -2870\,\text{kJ/mol}$.

Quelles sont les deux modalités de phosphorylation produisant l'ATP pendant la respiration cellulaire ?

La phosphorylation au niveau du substrat (transfert enzymatique direct d'un groupement phosphate de substrat à l'ADP lors de la glycolyse et du cycle de Krebs) et la phosphorylation oxydative (chimiosmose entraînée par la chaîne de transport d'électrons mitochondriale).

Qu'est-ce que la chimiosmose mitochondriale lors de la phosphorylation oxydative ?

C'est l'utilisation de l'énergie emmagasinée sous la forme d'un gradient électrochimique de protons ($H^+$) dans l'espace intermembranaire pour actionner l'ATP synthase lors du retour des protons dans la matrice, synthétisant l'ATP à partir d'ADP et de $P_i$.

Quelles sont les deux étapes fondamentales de la photosynthèse et leur localisation dans le chloroplaste ?

Les réactions photochimiques (phase lumineuse) se déroulent dans les thylakoïdes pour produire de l'ATP et du NADPH via photolyse de l'eau ; les réactions biochimiques (cycle de Calvin) ont lieu dans le stroma pour fixer le $CO_2$ et produire des glucides.

Quels sont les quatre constituants universels communs aux cellules procaryotes et eucaryotes ?

La membrane plasmique (barrière sélective), le cytoplasme contenant le cytosol (milieu semifluide), le matériel génétique sous forme d'ADN (porteur des gènes) et les ribosomes (complexes de synthèse des protéines).

Quelles différences structurales fondamentales séparent les cellules procaryotes des cellules eucaryotes ?

Les cellules procaryotes ($1\text{ à }5\,\mu\text{m}$) n'ont pas de noyau délimité (ADN libre dans le nucléoïde) ni d'organites membraneux ; les cellules eucaryotes ($10\text{ à }100\,\mu\text{m}$) possèdent un noyau entouré d'une double enveloppe nucléaire et un système endomembranaire riche en organites spécialisés.

Quelles sont les fonctions respectives du réticulum endoplasmique rugueux (RER) et du réticulum endoplasmique lisse (REL) ?

Le RER, portant des ribosomes, synthétise, replie et modifie les protéines de sécrétion (glycoprotéines) et membranaires ; le REL, dépourvu de ribosomes, synthétise les lipides (phospholipides, stéroïdes), stocke le calcium ($Ca^{2+}$) et détoxifie les composés chimiques et drogues.

Quel organite cellulaire polarisé est représenté et quel est le rôle de ses faces cis et trans ?

L'appareil de Golgi : la face cis (tournée vers le RE) reçoit les vésicules de transition contenant les protéines ; celles-ci subissent maturation et tri au travers des saccules, puis sont expédiées sous forme de vésicules de sécrétion à partir de la face trans.

Quel est le rôle métabolique des peroxysomes dans les cellules eucaryotes animales et végétales ?

Délimités par une membrane simple, ils dégradent les acides gras à très longue chaîne par oxydation, neutralisent le peroxyde d'hydrogène toxique ($H_2O_2$) produit grâce à la catalase, et participent à la photorespiration chez les plantes.

Quelles sont les trois composantes du cytosquelette, leurs sous-unités et leurs diamètres respectifs ?

Les microtubules (polymères de dimères de tubuline $\alpha$ et $\beta$, diamètre de $25\,\text{nm}$), les microfilaments (deux brins entrelacés d'actine, diamètre de $7\,\text{nm}$) et les filaments intermédiaires (protéines fibreuses en câbles telles que kératines, diamètre de $8\text{ à }12\,\text{nm}$).

Quelles structures cellulaires sont exclusives aux cellules végétales par rapport aux cellules animales ?

La paroi cellulaire rigide en cellulose, les chloroplastes (siège de la photosynthèse), les plasmodesmes (canaux de communication à travers la paroi) et la grande vacuole centrale assurant le soutien hydrique et la turgescence.

Quels éléments biochimiques déterminent la fluidité de la membrane plasmique ?

Le ratio acides gras insaturés/saturés (les doubles liaisons cis augmentent la fluidité en gênant l'empilement), la longueur des chaînes d'acides gras, la température, et le cholestérol qui tempère la fluidité à température élevée et prévient la solidification à basse température.

Comment varie la perméabilité de la bicouche phospholipidique selon la taille et la polarité des substances ?

Les petits gaz non polaires ($O_2$, $CO_2$, $N_2$) et composés hydrophobes la traversent librement ; l'eau et de petits solutés polaires neutres la franchissent lentement ; les grosses molécules polaires (glucose, saccharose) et tous les ions chargés ($Na^+$, $K^+$, $Ca^{2+}$, $Cl^-$) sont totalement incapables de la traverser sans transporteurs protéiques.

Quel mécanisme de transport actif primaire transmembranaire est illustré dans ce schéma ?

La pompe à sodium et à potassium ($Na^+/K^+$ ATPase), qui consomme de l'ATP pour phosphoryler la protéine de transport, provoquant des changements de conformation expulsant $3\,Na^+$ hors du cytoplasme et important $2\,K^+$ dans la cellule contre leurs gradients de concentration.